103 resultados para scintillator


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The use of a charged-particle microbeam provides a unique opportunity to control precisely, the number of particles traversing individual cells and the localization of dose within the cell. The accuracy of 'aiming' and of delivering a precise number of particles crucially depends on the design and implementation of the collimation and detection system. This report describes the methods available for collimating and detecting energetic particles in the context of a radiobiological microbeam. The arrangement developed at the Gray Laboratory uses either a 'V'-groove or a thick-walled glass capillary to achieve 2-5 mu m spatial resolution. The particle detection system uses an 18 mu m thick transmission scintillator and photomultiplier tube to detect particles with >99% efficiency.

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The Gray Laboratory charged-particle microbeam has been used to assess the clonogenic ability of Chinese hamster V79 cells after irradiation of their nuclei with a precisely defined number of protons with energies of 1.0 and 3.2 MeV. The microbeam uses a 1-mum. silica capillary collimator to deliver protons to subcellular targets with high accuracy. The detection system is based on a miniature photomultiplier tube positioned above the cell dish, which detects the photons generated by the passage of the charged particles through an 18-mum-thick scintillator placed below the cells. With this system, a detection efficiency of greater than 99% is achieved. The cells are plated on specially designed dishes (3-mum-thick Mylar base), and the nuclei are identified by fluorescence microscopy. After an incubation period of 3 days, the cells are revisited individually to assess the formation of colonies from the surviving cells. For each energy investigated, the survival curve obtained for the microbeam shows a significant deviation below I Gy from a response extrapolated using the LQ model for the survival data above 1 Gy. The data are well fitted by a model that supports the hypothesis that radioresistance is induced by low-dose hypersensitivity. These studies demonstrate the potential of the microbeam for performing studies of the effects of single charged particles on cells in vitro. The hypersensitive responses observed are comparable with those reported by others using different radiations and techniques. (C) 2001 by Radiation Research Society.

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Calibration of three scintillators (EJ232Q, BC422Q, and EJ410) in a time-of-flight arrangement using a laser drive-neutron source is presented. The three plastic scintillator detectors were calibrated with gamma insensitive bubble detector spectrometers, which were absolutely calibrated over a wide range of neutron energies ranging from sub-MeV to 20 MeV. A typical set of data obtained simultaneously by the detectors is shown, measuring the neutron spectrum emitted from a petawatt laser irradiated thin foil.

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X-ray backscatter imaging can be used for a wide range of imaging applications, in particular for industrial inspection and portal security. Currently, the application of this imaging technique to the detection of landmines is limited due to the surrounding sand or soil strongly attenuating the 10s to 100s of keV X-rays required for backscatter imaging. Here, we introduce a new approach involving a 140 MeV short-pulse (< 100 fs) electron beam generated by laser wakefield acceleration to probe the sample, which produces Bremsstrahlung X-rays within the sample enabling greater depths to be imaged. A variety of detector and scintillator configurations are examined, with the best time response seen from an absorptive coated BaF2 scintillator with a bandpass filter to remove the slow scintillation emission components. An X-ray backscatter image of an array of different density and atomic number items is demonstrated. The use of a compact laser wakefield accelerator to generate the electron source, combined with the rapid development of more compact, efficient and higher repetition rate high power laser systems will make this system feasible for applications in the field.

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Depuis quelques années, il y a un intérêt de la communauté en dosimétrie d'actualiser les protocoles de dosimétrie des faisceaux larges tels que le TG-51 (AAPM) et le TRS-398 (IAEA) aux champs non standard qui requièrent un facteur de correction additionnel. Or, ces facteurs de correction sont difficiles à déterminer précisément dans un temps acceptable. Pour les petits champs, ces facteurs augmentent rapidement avec la taille de champ tandis que pour les champs d'IMRT, les incertitudes de positionnement du détecteur rendent une correction cas par cas impraticable. Dans cette étude, un critère théorique basé sur la fonction de réponse dosimétrique des détecteurs est développé pour déterminer dans quelles situations les dosimètres peuvent être utilisés sans correction. Les réponses de quatre chambres à ionisation, d'une chambre liquide, d'un détecteur au diamant, d'une diode, d'un détecteur à l'alanine et d'un détecteur à scintillation sont caractérisées à 6 MV et 25 MV. Plusieurs stratégies sont également suggérées pour diminuer/éliminer les facteurs de correction telles que de rapporter la dose absorbée à un volume et de modifier les matériaux non sensibles du détecteur pour pallier l'effet de densité massique. Une nouvelle méthode de compensation de la densité basée sur une fonction de perturbation est présentée. Finalement, les résultats démontrent que le détecteur à scintillation peut mesurer les champs non standard utilisés en clinique avec une correction inférieure à 1%.

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This paper reports the production of bismuth germanate ceramic scintillator (Bi4Ge3O12) by combustion synthesis (SHS) method, focusing on the influence of the synthesis parameters on the crystalline phases and agglomeration of the nanoparticles. The synthesis and sintering conditions were investigated through thermal analysis, X-ray diffraction as function of temperature, dilatometry and scanning electron microscopy. Well-dispersed Bi4Ge3O12 powder was accomplished by the combustion of the initial solution at pH 9, followed by low temperature calcination and milling. Sintered ceramics presented relative density of 98% and single crystalline Bi4Ge3O12 phase. The luminescent properties of the ceramics were investigated by photo- and radio- luminescence measurements and reproduced the typical Bi4Ge3O12 single-crystal spectra when excited with UV, beta and X-rays. The sintered ceramics presented light output of 4.4 x 10(3) photons/McV. (c) 2008 Published by Elsevier Ltd.

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The Compact Muon Solenoid (CMS) detector is described. The detector operates at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. It was conceived to study proton-proton (and lead-lead) collisions at a centre-of-mass energy of 14 TeV (5.5 TeV nucleon-nucleon) and at luminosities up to 10(34)cm(-2)s(-1) (10(27)cm(-2)s(-1)). At the core of the CMS detector sits a high-magnetic-field and large-bore superconducting solenoid surrounding an all-silicon pixel and strip tracker, a lead-tungstate scintillating-crystals electromagnetic calorimeter, and a brass-scintillator sampling hadron calorimeter. The iron yoke of the flux-return is instrumented with four stations of muon detectors covering most of the 4 pi solid angle. Forward sampling calorimeters extend the pseudo-rapidity coverage to high values (vertical bar eta vertical bar <= 5) assuring very good hermeticity. The overall dimensions of the CMS detector are a length of 21.6 m, a diameter of 14.6 m and a total weight of 12500 t.

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Radioluminescence (RL) emissions were obtained for the BaZrO3 self-assembled nanocrystals under decaoctahedral shape, if produced via microwave-assisted hydrothermal method. Trapped F centers created within the band gap are the result of order-disorder effects, which act as key factors supporting significant RL emission through a detrapping process. The influences of size and morphology on RL properties are take into account. No radiation damage or loss of emission intensity was observed. (C) 2010 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Gadolinium oxysulfide powders doped with different Tb3+ concentrations were prepared from sulfur vaporization on rare earths' basic carbonate precursors. Single-phase Gd2O2S samples were obtained, with Tb3+ doping up to 9 at%. The study of the excitation mechanisms revealed that the Tb3+ emission might occur after the direct Tb3+ excitation either by energy transfer from Gd3+ or from the phosphor host. The characteristic terbium emission lines were observed, resulting from the radiative decay from D-5(3) or D-5(4), to F-7(j) levels. The cross-relaxation phenomenon was observed and its effects on the materials emission color were discussed based on the CIE diagram. By using time-resolved spectroscopy, D-5(3) -> F-7(J) and D-5(4) -> F-7(J) transitions were separated. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

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This paper reports on time-resolved emission and excitation spectra measurement studies of Gd2SiO5:Ce3+ in powder or pellet samples, from spherical particles, in order to assign the Ce3+ ion transitions into two different symmetry sites. Samples were obtained from solid-state reaction of the spherical particles oxides, SiO2 and Gd2O3:Ce3+. From time-resolved spectroscopy measurements Ce3+ ion transitions occupying the two different gadolinium crystallographic sites in Gd2SiO5 were separated and assigned. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

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A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P1, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm3 e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)